Genezen van gebroken botten is ingewikkelder dan het lijkt

Door Tara Haelle

26 aug. 2022 - Een gebroken bot genezen is niet altijd een eenvoudig proces van gips aanleggen en wachten tot het lichaam met de tijd zijn ding doet. De vele materialen waaruit onze botten bestaan, hebben verschillende dichtheden en werken op verschillende manieren op elkaar in, wat van invloed is op de juiste genezing van een breuk.

Een breuk die niet goed herstelt, heet een nonunion, en bij een lang bot, zoals een been, kan dat invaliderend zijn. En artsen kunnen niet altijd zeggen wanneer een nonunion is opgetreden, laat staan hoe ze van tevoren kunnen voorspellen hoe groot de kans daarop is. Maar onderzoek naar botbeeldvormingstechnieken is op weg om dat te veranderen en artsen een vooruitblik te geven om problemen eerder op te sporen.

Onderzoekers van werktuigbouwkunde aan de Lehigh University in Bethlehem, PA, gebruiken botbeeldvorming en virtuele mechanische tests om een nauwkeuriger model van het genezingsproces te ontwikkelen.

Een virtueel model kan artsen helpen herkennen wanneer een bot afwijkt van een gezond genezingsproces, zodat zij eerder kunnen ingrijpen. Het gaat erom het fysieke proces in de genezingszone, waar de breuk daadwerkelijk wordt hersteld, beter te begrijpen.

In het gips

Het genezingsproces begint wanneer het lichaam de breuk herkent en immuuncellen uitzendt om een ontsteking te veroorzaken. De zwelling is het waarschuwingssignaal van het lichaam om het gewonde deel niet meer te gebruiken.

Bloedcellen verzamelen zich ook rond het letsel, en deze massa cellen - een hematoom, of een bloedstolsel - vult de ruimte in de breuk. In de daaropvolgende week vervangt een soort zacht bot, callus genaamd, geleidelijk de bloedprop en houdt het bot bij elkaar, maar nog niet sterk genoeg om het bot te gaan gebruiken. Na enkele weken heeft het eelt de tijd om uit te harden, en dan begint hard bot het harde eelt te vervangen.

Maar het is moeilijk om op röntgenfoto's te zien hoe deze latere stadia verlopen, omdat hard eelt en hard bot zoveel op elkaar lijken. Ingenieurs werken aan inzicht in de mechanische eigenschappen van bot en eelt, zoals massa en dichtheid, zodat ze beter kunnen voorspellen wanneer hard bot het eelt volledig heeft vervangen. Te vroeg voorspellen kan het genezingsproces in de weg staan als de persoon het bot normaal gebruikt voordat het volledig genezen is.

Eerdere computermodellen konden hard eelt niet nauwkeurig onderscheiden van hard bot, vooral omdat eelt zelf bestaat uit verschillende soorten weefsel met verschillende fysische eigenschappen.

Maar dit nieuwe onderzoek is gebaseerd op het testen van de spanning op het bot tijdens het draaien. De onderzoekers voerden die testresultaten en bijbehorende CT-beelden in een computer om het genezingsproces te modelleren. Lichtere gebieden op het beeld staan voor stijver, harder bot, dus hun werk hielp de onderzoekers bij het bepalen van het grenspunt waarop het materiaal geen eelt meer is maar bot. Als dit grenspunt bekend is, kan eerder worden vastgesteld wanneer een nonunion optreedt, waardoor artsen beter kunnen begrijpen hoe en waarom het genezingsproces mislukt, zodat zij kunnen helpen.